ES2302296T3 - Procedimiento de tratamiento de un precipitado que comprende sulfato de hierro (ii) monohidratado, una instalacion, un material granular y sus utilizaciones. - Google Patents
Procedimiento de tratamiento de un precipitado que comprende sulfato de hierro (ii) monohidratado, una instalacion, un material granular y sus utilizaciones. Download PDFInfo
- Publication number
- ES2302296T3 ES2302296T3 ES06116202T ES06116202T ES2302296T3 ES 2302296 T3 ES2302296 T3 ES 2302296T3 ES 06116202 T ES06116202 T ES 06116202T ES 06116202 T ES06116202 T ES 06116202T ES 2302296 T3 ES2302296 T3 ES 2302296T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- reaction mixture
- iron
- precipitate
- mixing
- product
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G49/00—Compounds of iron
- C01G49/14—Sulfates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G23/00—Compounds of titanium
- C01G23/04—Oxides; Hydroxides
- C01G23/047—Titanium dioxide
- C01G23/053—Producing by wet processes, e.g. hydrolysing titanium salts
- C01G23/0532—Producing by wet processes, e.g. hydrolysing titanium salts by hydrolysing sulfate-containing salts
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B22/00—Use of inorganic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. accelerators, shrinkage compensating agents
- C04B22/08—Acids or salts thereof
- C04B22/14—Acids or salts thereof containing sulfur in the anion, e.g. sulfides
- C04B22/142—Sulfates
- C04B22/149—Iron-sulfates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/10—Solid density
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2103/00—Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
- C04B2103/0068—Ingredients with a function or property not provided for elsewhere in C04B2103/00
- C04B2103/0096—Reducing agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/10—Compositions or ingredients thereof characterised by the absence or the very low content of a specific material
- C04B2111/1075—Chromium-free or very low chromium-content materials
- C04B2111/1081—Chromium VI, e.g. for avoiding chromium eczema
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Fertilizers (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Procedimiento para producir material granular que presenta un contenido elevado en hierro (II) soluble, comprendiendo dicho procedimiento las etapas siguientes: - obtener una cantidad de precipitado crudo que comprende sulfato de hierro (II) monohidratado y ácido sulfúrico procedente de la producción de dióxido de titanio, - mezclar dicho precipitado y un agente neutralizante en un dispositivo de mezclado a efectos de obtener una mezcla de reacción, permitiéndose aumentar la temperatura durante el mezclado de la mezcla de reacción, como máximo, hasta una temperatura de 120ºC, caracterizado porque comprende - la adición de agua a la mezcla de reacción en el mismo dispositivo de mezclado, y - el mantenimiento de una cantidad suficiente de agente neutralizante para obtener un valor de pH comprendido entre 1,5 y 3 en el producto final.
Description
Procedimiento de tratamiento de un precipitado
que comprende sulfato de hierro (II) monohidratado, una instalación,
un material granular y sus utilizaciones.
La presente invención se refiere a un
procedimiento de tratamiento de un precipitado que comprende sulfato
de hierro (II) monohidratado procedente de la producción de dióxido
de titanio, permitiéndose en dicho procedimiento aumentar la
temperatura de reacción, como máximo, hasta un valor de 120ºC, a una
instalación para tratar un precipitado que comprende sulfato de
hierro (II) monohidratado, a su producto y a sus aplicaciones, tal
como se describe en los preámbulos de las reivindicaciones
independientes adjuntas.
Habitualmente, el dióxido de titanio se fabrica
utilizando un procedimiento con sulfato, en el que un mineral que
comprende titanio y hierro se trata con ácido sulfúrico. En la
primera etapa del procedimiento, el mineral nativo se digiere en
ácido sulfúrico concentrado, convirtiéndose de este modo el titanio
del mineral en sulfato de titanilo soluble.
A continuación, la galleta sólida de sulfato se
disuelve en ácido sulfúrico débil, tras lo cual el licor que
contiene el titanio se purifica y se concentra para su
hidrolización. El precipitado sólido de ácido titánico se separa de
las aguas madres ácidas por filtración.
Las aguas madres, basadas en ácido sulfúrico,
que se reutilizan en la digestión después de la concentración,
comprenden hierro disuelto y tienen una concentración de ácido del
20 al 25%. La concentración del ácido comprende la eliminación del
hierro y diversas etapas de concentración. En primer lugar, el
hierro disuelto se elimina del ácido sulfúrico como sulfato ferroso
heptahidratado, también llamado caparrosa, mediante cristalización
seguida de concentración del ácido con evaporadores por vacío. Tras
estas etapas, el ácido sulfúrico alcanza una concentración de ácido
de aproximadamente el 55% y típicamente comprende un primer
precipitado insoluble que comprende sulfato ferroso monohidratado y
aproximadamente un 20% en peso de ácido. Este primer precipitado se
filtra y se separa del ácido al 55%. Tras eliminar el primer
precipitado del ácido al 55%, el ácido sulfúrico restante se
concentra adicionalmente, de tal modo que se obtiene un ácido
sulfúrico con una concentración de ácido de aproximadamente el 70%.
Durante esta segunda etapa de concentración, se forma un segundo
precipitado que comprende sulfato ferroso monohidratado y
aproximadamente de 25 a 30% en peso de ácido. Este segundo
precipitado también se filtra y, en consecuencia, se separa del
ácido al 70%. Los dos precipitados separados se mezclan con cal
para su neutralización y se desechan. Las cantidades de desechos que
se crean son enormes y resulta problemático disponer un depósito
seguro para dichos desechos.
El cemento es una combinación de calcio,
silicatos, aluminio, hierro y pequeñas cantidades de otros
ingredientes, mezclados homogéneamente y triturados hasta obtener
un grado adecuado de granulación. Típicamente, el cemento comprende
además pequeñas cantidades de compuestos de cromo (VI). Se conoce el
hecho de que el cromo (VI) disuelto provoca reacciones alérgicas en
humanos y, en base a la seguridad en el trabajo, la cantidad de
Cr(VI) debe ser la menor posible. La cantidad de
Cr(VI) pueden minimizarse reduciéndolo a cromo (III). El
cromo (III) es prácticamente insoluble en agua en la mezcla de agua
y cemento, de tal modo que es inofensivo para las personas que
trabajan con el cemento.
Es conocido el hecho de añadir sulfato ferroso
heptahidratado seco a una mezcla seca de cemento a efectos de
reducir el Cr(VI) a Cr(III). La utilización de sulfato
ferroso heptahidratado seco ha dado problemas debido a que provoca
empolvamiento y tiene un punto de fusión bajo. El sulfato ferroso
heptahidratado también tiene tendencia a absorber agua, lo que
provoca dificultades en su manejo y almacenamiento.
El documento WO 96/33133 da a conocer un
procedimiento de tratamiento de sulfato ferroso obtenido como
subproducto en la fabricación de dióxido de titanio, a efectos de
preparar sulfato ferroso monohidratado que puede utilizarse para la
reducción del cromo en la fabricación del cemento. En dicho
procedimiento, el sulfato ferroso que contiene ácido se neutraliza
con un material que contiene CaO, siendo tal la cantidad de material
que contiene CaO que se obtiene un valor de pH comprendido entre
1,5 y 5 en el producto final. La temperatura de reacción se deja
aumentar, como máximo, hasta 120ºC. La mezcla impura de cemento, que
comprende, por ejemplo, cenizas volantes, se utiliza como material
que contiene CaO. Uno de los inconvenientes de este procedimiento
consiste en que las impurezas del cemento reducen la cantidad de
hierro en el producto final. Cuando el producto final se utiliza
como aditivo en la industria del cemento, se requiere una gran
cantidad de aditivo a efectos de reducir el Cr(VI) al nivel
adecuado, debido a la baja concentración de hierro. Además, el
producto final obtenido es pulverulento y de difícil
manipulación.
El documento WO 2005/009917 da a conocer un
procedimiento para producir un agente reductor para el cromato
soluble presente en el cemento. En dicho procedimiento, un ácido
sulfúrico procedente, por ejemplo, de la fabricación de dióxido de
titanio, se concentra a efectos de obtener un precipitado que
contiene sulfato de hierro (II). El ácido enlazado al precipitado
se minimiza eliminándolo por lavado o mediante neutralización total
o parcial. La eliminación del ácido requiere equipos costosos y
complejos. Además, la neutralización da lugar fácilmente a un
material pulverulento, el cual resulta difícil de manipular. Por
otro lado, el documento WO 2005/009917 propone la adición de
sulfato de hierro (II) heptahidratado al sulfato de hierro (II)
monohidratado lavado o neutralizado. Sin embargo, esto requiere un
tiempo de mezclado prolongado y probablemente conlleva la formación
de una galleta dura, que puede requerir una etapa independiente de
trituración a efectos de obtener un producto adecuado para ser
utilizado en la fabricación de cemento.
El objetivo de la presente invención consiste en
solucionar o minimizar los problemas y desventajas existentes en la
técnica anterior.
Un objetivo de la presente invención consiste en
dar a conocer un procedimiento sencillo para tratar un precipitado
que comprende sulfato de hierro (II) monohidratado procedente de la
producción de dióxido de titanio, de tal modo que se reduce la
cantidad de residuos del proceso.
Otro objetivo de la presente invención consiste
en dar a conocer un procedimiento con el que, en el mínimo lapso de
tiempo, se puede producir un material relativamente homogéneo en
forma de gránulos sin un pretratamiento complejo de las materias
primas utilizadas.
Otro objetivo de la presente invención consiste
en dar a conocer un material granular que exhibe un contenido
elevado de hierro soluble y es adecuado para ser utilizado como
agente reductor en la fabricación de cemento.
Para alcanzar los objetivos mencionados
anteriormente, la presente invención está caracterizada por lo que
se define en las partes características de las reivindicaciones
independientes adjuntas.
En un procedimiento de producción de material
granular con un contenido elevado de hierro (II) soluble,
comprendiendo dicho procedimiento las etapas siguientes:
- -
- obtener una cantidad de un precipitado crudo que comprende sulfato de hierro (II) monohidratado y ácido sulfúrico procedente de la producción de dióxido de titanio,
- -
- mezclar dicho precipitado y un agente neutralizante en un dispositivo de mezclado a efectos de obtener una mezcla de reacción, permitiéndose aumentar la temperatura durante el mezclado de la mezcla de reacción, como máximo, hasta un valor de 120ºC,
- -
- añadir agua a la mezcla de reacción en el mismo dispositivo de mezclado, y
- -
- mantener la cantidad suficiente de agente neutralizante para obtener un valor de pH comprendido entre 1,5 y 3 en el producto final.
Una instalación según la presente invención para
producir material granular con un contenido elevado en hierro (II)
soluble, y para tratar un precipitado que comprende sulfato ferroso
monohidratado procedente de la producción de dióxido de titanio,
comprende:
- -
- un dispositivo de mezclado de alta velocidad de cizalladura capaz de mezclar material líquido, pastoso y sólido, que comprende
- -
- una primera conexión de alimentación para el sulfato ferroso monohidratado precipitado,
- -
- una segunda conexión de alimentación para el agente neutralizante,
- -
- una tercera conexión de alimentación para agua y
- -
- una conexión de salida,
- -
- elementos para transportar el material desde la conexión de salida del dispositivo de mezclado, y
- -
- un dispositivo de enfriamiento posterior.
Un producto típico que puede obtenerse mediante
el procedimiento según la presente invención tiene un contenido en
hierro (II) del 14-18% y comprende yeso, siendo
menor de 1.000 mg/kg el valor de empolvamiento para la fracción de
producto que presenta un diámetro dentro del intervalo comprendido
entre 1 y 7 mm.
El producto típico según la presente invención
se utiliza en el lavado de aguas efluentes o residuales, como
agente reductor en la fabricación de cemento, o como agente
floculante.
Sorprendentemente, se ha descubierto que,
añadiendo agua a la mezcla de reacción que comprende agente
neutralizante y precipitado crudo procedente del proceso de dióxido
de titanio, y ajustando cuidadosamente el pH, es posible
proporcionar un procedimiento rápido y eficaz para producir material
granular con un contenido elevado en hierro (II) soluble. También
se ha descubierto que no es necesario minimizar la cantidad de ácido
en el sulfato ferroso monohidratado que se utiliza como materia
prima antes de la operación de mezclado. Por el contrario, el ácido
presente en el sulfato ferroso monohidratado crudo aumenta el nivel
elevado de compuestos de hierro (II) solubles en el producto final.
Simultáneamente, las demás propiedades físicas de los gránulos, tal
como el valor de empolvamiento, mejoran significativamente.
\newpage
Cuando aumenta la temperatura durante la
neutralización del ácido en el precipitado crudo, se forma un
producto granular con un contenido elevado en hierro (II) soluble
durante la acción de mezclado cuando se añade agua al dispositivo
de mezclado. De este modo, el producto se obtiene de forma rápida y
eficaz y no se requieren etapas de procesamiento adicionales para
minimizar el ácido en el sulfato ferroso monohidratado crudo
precipitado antes de la acción de mezclado. No existe la necesidad
de un secado prolongado del producto obtenido o, normalmente, la
necesidad de una granulación independiente del producto.
Tras la formación del material granular, el
producto obtenido se enfría y se criba o tamiza a efectos de separar
la fracción principal de gránulos con un diámetro comprendido entre
0,5 y 9 mm. También resulta posible recuperar una fracción separada
de material pulverulento. En este caso, por material pulverulento se
entiende la fracción de material que pasa a través de un tamiz de
0,5 mm. En este caso, por material granular o fracción principal de
gránulos se entiende la fracción principal de material granulado que
no pasa a través de un tamiz de 0,5 mm. La fracción principal de
gránulos comprende > 80% en peso del material obtenido,
típicamente > 85% en peso del material obtenido. Típicamente,
más del 80% en peso del material comprende gránulos con un diámetro
mayor de 1 mm, pero menor de 7 mm. Preferentemente, la fracción
principal de gránulos obtenida del producto obtenido, tras el
cribado o tamizado, se embala apropiadamente para su almacenamiento
y transporte. La fracción de material pulverulento se puede
utilizar como aditivo en la fabricación de mortero.
En la presente invención, el mezclado del
sulfato ferroso monohidratado crudo precipitado, el agente
neutralizante y el agua se lleva a cabo en un dispositivo de
mezclado. Esto significa que el mezclado, la neutralización, el
secado y la granulación tienen lugar en un solo dispositivo de
mezclado y de forma parcialmente simultánea. Típicamente, todo el
procedimiento se lleva a cabo en pocos minutos, es decir, el
producto final con buenas propiedades físicas, tales como
propiedades de flujo, se obtiene en unos pocos minutos desde que se
inicia el mezclado de las materias primas no tratadas.
Según una forma de realización de la invención,
la mezcla de reacción comprende sulfato ferroso monohidratado crudo
precipitado, típicamente entre 55 y 95% en peso, más típicamente
entre 60 y 80% en peso, preferentemente entre 65 y 70% en peso, y
sulfato ferroso heptahidratado entre 1 y 35% en peso, más
típicamente entre 15 y 30% en peso, preferentemente en un
20-25% en peso. Típicamente, el sulfato ferroso
monohidratado crudo precipitado comprende de 15 a 30% en peso de
ácido sulfúrico.
Según una alternativa particularmente preferida,
el sulfato ferroso monohidratado crudo precipitado que comprende
ácido sulfúrico no se ha lavado, ni reducido, ni neutralizado, antes
de su adición a la mezcla de reacción o de prerreacción. Esto
significa que no es necesario pretratar el precipitado obtenido en
la producción de dióxido de titanio, sino que el mismo se puede
utilizar directamente para la fabricación de productos según la
invención. Esto simplifica la configuración de la instalación y
permite ahorrar tiempo de producción, siendo necesarias menos
etapas de producción. Al mismo tiempo, la presencia de ácido en el
precipitado de sulfato ferroso reduce la posibilidad de conversión
del hierro (II) en hierro (III) durante la producción del producto
final.
En la presente invención se puede utilizar el
sulfato ferroso monohidratado precipitado procedente de la etapa de
concentración tanto de ácido sulfúrico al 55% como de ácido
sulfúrico al 70% en la producción de dióxido de titanio. Según una
forma de realización de la invención, se utiliza el sulfato ferroso
monohidratado precipitado procedente de la etapa de concentración
de ácido sulfúrico al 55%, dado que el precipitado procedente de la
etapa de concentración de ácido al 55% comprende una cantidad menor
de ácido y una cantidad mayor de hierro (II) que el sulfato ferroso
monohidratado procedente de la etapa de concentración de ácido
sulfúrico al 70%. Típicamente, el precipitado procedente de la
etapa de concentración de ácido sulfúrico al 55% comprende
aproximadamente un 15-17% en peso de hierro (II) y
de 15 a 25% en peso de ácido. En consecuencia, la neutralización del
precipitado procedente de la etapa de concentración de ácido al 55%
también reduce la cantidad de agente neutralizante necesaria, y
reduce la temperatura de reacción. Como la cantidad de ácido es
menor, se requiere una cantidad menor de agente neutralizante, lo
que conlleva una concentración menor de yeso en el producto final y
una mayor concentración de hierro (II). También es posible utilizar
una mezcla de precipitados procedentes de diferentes etapas de
concentración. Una proporción típica de sulfato ferroso
monohidratado precipitado procedente de la etapa de concentración
de ácido sulfúrico al 55% con respecto a sulfato ferroso
monohidratado precipitado procedente de la etapa de concentración
de ácido sulfúrico al 70% es de 1:2 - 1:1. Típicamente, el
precipitado procedente de la etapa de concentración de ácido
sulfúrico al 70% comprende aproximadamente un 13-15%
en peso de hierro (II) y de 25 a 30% en peso de ácido.
Según la invención, el agente neutralizante se
añade al sulfato ferroso monohidratado en una cantidad tal que el
valor del pH se mantiene a un nivel bajo. El valor bajo del pH
favorece la cantidad elevada de hierro soluble en el producto
final, dado que un valor alto de pH hace aumentar la conversión de
hierro (II) a hierro (III), que es insoluble. Preferentemente, el
agente neutralizante se añade en una cantidad suficiente para
obtener un valor de pH comprendido entre 1,7 y 2 en el producto
final. Típicamente, el agente neutralizante se añade a la mezcla de
reacción en cantidades de 5-15% en peso de agente
neutralizante activo, más típicamente de 7-11% en
peso, y de la forma más típica de 8-10% en peso de
agente neutralizante activo. Puede utilizarse una medición
potenciométrica para la determinación del valor de pH del producto
en solución. La medición se puede llevar a cabo pesando 15,0 g del
producto cuidadosamente mezclado en un recipiente de plástico de 200
ml. A continuación, se añaden 150 ml de agua desionizada y la
mezcla se agita con un agitador magnético durante 20 minutos. Se
extrae el agitador, se dejan sedimentar las partículas y se mide el
pH de la fase acuosa clarificada.
Preferentemente, el agente neutralizante que se
utiliza en la presente invención es una sustancia que forma yeso
durante el mezclado de la mezcla de reacción. Dado que el yeso es
uno de los constituyentes "naturales" de la mezcla de cemento,
esto minimiza la cantidad de compuestos extraños, innecesarios o
perjudiciales que se introducen en el cemento cuando el producto
final se utiliza como agente reductor en la fabricación de cemento.
Son agentes neutralizantes adecuados, por ejemplo, el hidróxido de
calcio, la cal viva, el óxido de calcio, la piedra caliza, la
dolomita o sus mezclas.
Según una forma de realización preferida, se
utiliza óxido de calcio o magnesio como agente neutralizante. La
utilización de óxido de calcio o magnesio relativamente puro como
agente neutralizante hace aumentar la cantidad de hierro en los
gránulos, dado que la utilización de óxido relativamente puro
minimiza la cantidad de impurezas innecesarias, o incluso
perjudiciales, en el producto final obtenido. De este modo, se
alcanza fácilmente un contenido típico de hierro (II) del 15 al
17,5% en peso en el producto final obtenido, y se mejora la
producción de gránulos de calidad uniforme. Cuando se utilizan
óxidos puros, es posible utilizar cantidades menores de agente
neutralizante, dado que los óxidos relativamente puros comprenden
cantidades menores de constituyentes no reactivos, tales como
silicatos o carbonatos. De este modo, el agente neutralizante
reacciona eficazmente en el procedimiento y mejora el rendimiento
global del mismo. El agente neutralizante puede comprender entre 20
y aproximadamente 100% en peso de CaO, típicamente un
70-95% en peso de CaO, más típicamente del 80 a 90%
en peso de CaO.
La reacción entre el precipitado crudo y el
agente neutralizante puede ser muy violenta y exotérmica, mejorando
el secado eficaz y la granulación de la mezcla de reacción. Durante
el secado de la mezcla de reacción, se generan cantidades
significativas de vapor de agua. Preferentemente, el vapor se extrae
del dispositivo de reacción.
Cuando se utiliza óxido de calcio como agente
neutralizante, la temperatura de reacción es alta, habitualmente de
aproximadamente 105ºC, lo que contribuye al elevado contenido de
hierro (II) en el producto final. Cuando la mezcla de reacción
alcanza la temperatura de aproximadamente 105ºC, habitualmente se
solidifica rápidamente.
Según una forma de realización de la invención,
una temperatura reducida de aproximadamente 65ºC da lugar a una
mezcla de reacción vaporosa, que forma gránulos de forma irregular
con un diámetro de 3 a 10 mm.
La utilización de óxido de magnesio como agente
neutralizante da lugar a un producto final con propiedades
mejoradas de solubilidad. Durante la reacción de neutralización con
óxido de magnesio, no se forma yeso insoluble, lo que mejora las
características generales del producto final para aplicaciones en
las que una solubilidad elevada es una ventaja y en las que el
propio yeso resulta perjudicial para el procedimiento, por ejemplo,
cuando el producto final se utiliza en el tratamiento de aguas y/o
en el lavado de efluentes.
El contenido en agua del precipitado crudo puede
variar debido a las condiciones del procedimiento en la producción
de dióxido de titanio. Según la presente invención, el contenido en
humedad de la mezcla de reacción se puede ajustar mediante adición
de agua a la mezcla de reacción a través de una conexión de
alimentación de líquido dispuesta en el dispositivo de mezclado.
Por ejemplo, el agua puede añadirse en una cantidad del 10% en peso
a la mezcla de reacción antes o después, preferentemente después, de
la adición del agente neutralizante. Hasta cierto punto, la
granulación de la mezcla de reacción se puede regular mediante la
cantidad de agua añadida. Si se utilizan materias primas secas, el
material obtenido es pulverulento. En este caso, los gránulos se
pueden obtener añadiendo una cantidad suficiente de agua.
Típicamente, el contenido de agua añadida en la mezcla de reacción
que proporciona material granular está comprendido dentro del
intervalo comprendido entre 0,1 y 20% en peso, típicamente de 5 a
15% en peso, aún más típicamente de 7,5 a 11% en peso. Según una
forma de realización de la invención, durante la última etapa de
mezclado se añade una pequeña cantidad de agua, por ejemplo de 1 a
3% en peso. Esta adición equilibra las posibles variaciones en el
contenido de agua de las materias primas utilizadas, minimizándose
de este modo la necesidad de un ajuste masivo del procedimiento.
Tal como se ha explicado anteriormente,
utilizando el procedimiento según la presente invención es posible
obtener gránulos duros secos de un modo controlado. La presente
invención también permite el control y el ajuste de las propiedades
del producto final mediante la selección adecuada de los distintos
parámetros del procedimiento. De este modo, el producto final puede
ajustarse a medida, al menos parcialmente, a efectos de satisfacer
las necesidades específicas de la aplicación final. Los parámetros
adecuados del procedimiento que se pueden ajustar son, por ejemplo,
la calidad del mezclado, el tiempo de mezclado, las proporciones de
las diferentes materias primas y las propiedades de las materias
primas utilizadas.
Una de las propiedades importantes de las
materias primas utilizadas es su contenido en agua o humedad.
Ajustando el contenido en agua en la mezcla de reacción es posible
controlar la formación de gránulos y, de este modo, la forma final
del producto obtenido. Si las materias primas utilizadas presentan
un contenido elevado en agua, la mezcla de reacción es vaporosa y
el producto final obtenido se presenta en forma de gránulos ligeros
e irregulares. Si las materias primas utilizadas están prácticamente
secas, el producto final se presenta en forma de material
pulverulento de grano fino.
Según una forma de realización de la invención,
una cantidad de sulfato ferroso heptahidratado procedente de la
producción de dióxido de titanio se mezcla con el precipitado crudo
mencionado antes o durante la adición del agente neutralizante,
siendo la cantidad de heptahidratado añadido del 1 al 35% en peso.
El sulfato ferroso heptahidratado se puede añadir al sulfato
ferroso monohidratado crudo precipitado al mismo tiempo que el
agente neutralizante, o antes de la adición del mismo. Cuando la
temperatura aumenta durante la neutralización del ácido en el
precipitado crudo, el sulfato ferroso heptahidratado se seca y
pierde las aguas de sus cristales.
Según una forma de realización preferida de la
presente invención, el precipitado crudo que comprende sulfato
ferroso monohidratado se mezcla con sulfato ferroso heptahidratado a
efectos de obtener una mezcla de prerreacción antes de la adición
del agente neutralizante a dicha mezcla de prerreacción obtenida.
Ventajosamente, en primer lugar el sulfato ferroso monohidratado y
el sulfato ferroso heptahidratado se mezclan mecánicamente a efectos
de formar una mezcla de prerreacción, que se presenta en forma de
lodo o suspensión. Cuando la mezcla de prerreacción se presenta en
forma de lodo o suspensión, puede reducirse la cantidad de agente
neutralizante añadida a la mezcla de prerreacción, dado que resulta
fácil mezclar el lodo o suspensión y dicho mezclado da lugar a una
mezcla homogénea. Un mezclado aún más homogéneo de las materias
primas disminuye la cantidad de agente neutralizante requerida,
dado que no existe la necesidad de añadir agente neutralizante
adicional para compensar el mezclado pobre de las materias primas.
Al mismo tiempo, se reduce la temperatura de reacción, una baja
temperatura de reacción reduce la oxidación del hierro (II), lo que
garantiza niveles elevados de hierro soluble en el producto final.
El mezclado de la mezcla de prerreacción se lleva a cabo durante un
periodo relativamente corto, preferentemente comprendido entre 20
segundos y 2 minutos.
Si no se lleva a cabo ningún premezclado
independiente cuando se utiliza sulfato ferroso heptahidratado, el
sulfato ferroso monohidratado precipitado se añade al dispositivo de
mezclado junto con el sulfato ferroso heptahidratado. A
continuación, se añade el agente neutralizante al dispositivo de
mezclado.
Según una forma de realización de la presente
invención, el sulfato ferroso heptahidratado húmedo precipitado se
utiliza sin ninguna etapa de secado antes del mezclado de la mezcla
de reacción, es decir, se puede utilizar como tal el heptahidratado
que cristaliza en el ácido sulfúrico durante la producción de
dióxido de titanio, sin ninguna etapa de secado adicional posterior
a la filtración. No se requieren etapas adicionales de secado, dado
que el calor de la reacción de neutralización es suficiente para
secar el producto hasta el nivel deseado. Además, la adición de
sulfato ferroso heptahidratado húmedo afecta a la granulación de un
modo positivo. La cantidad de humedad presente en el sulfato
ferroso heptahidratado húmedo se puede utilizar para ajustar la
tendencia a la granulación de la mezcla de reacción. La regulación
de la mezcla de reacción se mejora cuando el sulfato ferroso
heptahidratado tiene un contenido elevado en humedad. Típicamente,
el sulfato ferroso heptahidratado precipitado tiene un contenido en
humedad dentro de un intervalo comprendido entre 3 y 7% en peso, más
típicamente del 4 al 6% en peso. A menudo, el sulfato ferroso
heptahidratado precipitado procedente de la instalación de
concentración de ácido tiene un contenido en ácido de hasta el 2% en
peso.
Preferentemente, el mezclado de la mezcla de
reacción se lleva a cabo utilizando un dispositivo de mezclado de
alta velocidad de cizalladura. Las propiedades del producto final se
pueden controlar ajustando el tiempo de mezclado. Un tiempo de
mezclado más prolongado afecta al tamaño de gránulo, disminuyéndolo.
En otras palabras, si se requiere un producto final que comprenda
gránulos con un diámetro menor, resulta ventajoso prolongar el
tiempo de mezclado.
En la presente invención se puede utilizar
cualquier dispositivo de mezclado de alta velocidad de cizalladura
adecuado para mezclar materiales líquidos, pastosos y secos. El
interior del dispositivo de mezclado, así como los brazos y palas
de mezclado, están fabricados con materiales resistentes a ácidos.
Preferentemente, el dispositivo de mezclado comprende una serie de
palas de mezclado dispuestas en un brazo de mezclado. Típicamente,
el volumen de lote del dispositivo de mezclado es de 500 a 3.000 kg.
Una velocidad periférica típica durante el mezclado es de
> 15 m/s, típicamente de 12 a 18 m/s, a veces incluso de > 18 m/s.
> 15 m/s, típicamente de 12 a 18 m/s, a veces incluso de > 18 m/s.
Según una forma de realización de la presente
invención, el dispositivo de mezclado es un mezclador Eirich,
preferentemente un mezclador Eirich de tipo R, o un mezclador
Lödige. Preferentemente, el dispositivo de mezclado funciona sobre
el principio del lecho fluido generado mecánicamente. Por ejemplo,
las palas del dispositivo de mezclado se pueden disponer de tal
modo que giren cerca de la pared interior de un tambor horizontal y
cilíndrico de dicho dispositivo de mezclado, siendo lanzados los
materiales que se deben mezclar desde el lecho del producto al
espacio de mez-
clado abierto. El lecho fluido generado mecánicamente garantiza el mezclado intensivo en un período corto de tiempo.
clado abierto. El lecho fluido generado mecánicamente garantiza el mezclado intensivo en un período corto de tiempo.
Según una forma de realización de la invención,
la velocidad de mezclado es típicamente de 200-600
rpm, más típicamente de 350-450 rpm. El mezclado se
puede llevar a cabo de tal modo que la velocidad de mezclado sea
mayor al principio de dicho mezclado, por ejemplo de
400-500 rpm, y menor al final del mezclado, por
ejemplo de 250-350 rpm. Cuando se utiliza un
mezclador Eirich, la velocidad de mezclado es típicamente, por lo
menos, de 300 rpm, siendo a veces de hasta 800 ó 1.000 rpm. Tras la
adición del agente neutralizante, la mezcla se somete a mezclado
durante unos minutos, típicamente durante 2-10
minutos. En algún caso puede ser necesario utilizar una velocidad
de mezclado mayor también al final del mezclado, durante el
denominado mezclado final.
Si la mezcla de reacción, después de la adición
del agente neutralizante, todavía es demasiado húmeda y/o presenta
un diámetro de partículas demasiado grande, se puede añadir una
dosis adicional de agente neutralizante al dispositivo de mezclado.
Tal como se ha descrito anteriormente, un método diferente o
adicional para corregir las propiedades de la mezcla de reacción
consiste en aumentar el tiempo de mezclado, o la velocidad de
mezclado, o ambos parámetros.
Según una forma de realización de la invención,
el ciclo de procesamiento de la mezcla de reacción se lleva a cabo
durante un periodo comprendido entre 7 y 30 minutos, preferentemente
entre 10 y 20 minutos. El ciclo de procesamiento comprende el
llenado del dispositivo de mezclado con precipitado crudo, el
mezclado del precipitado crudo con el agente neutralizante, la
neutralización y el mezclado final, el vaciado del dispositivo de
mezclado y el enfriamiento del material obtenido. Típicamente, el
premezclado del precipitado crudo se lleva a cabo, como máximo,
durante 1 minuto, la reacción de neutralización durante unos minutos
y el mezclado final durante aproximadamente 2 minutos. La duración
del premezclado puede ser muy corta, muy típicamente de sólo 20 a 30
segundos. De este modo, el ciclo de procesamiento típico dura
aproximadamente entre 10 y 15 minutos. Esto permite la realización
de cuatro a seis ciclos de procesamiento por hora. Evidentemente, es
posible disponer el procedimiento y la instalación según la
presente invención como un procedimiento continuo. Por ejemplo,
muchos de los posibles dispositivos de mezclado de alta velocidad de
cizalladura se pueden hacer funcionar como dispositivos de mezclado
continuos.
Según una forma de realización de la invención,
la instalación comprende una serie de dispositivos de mezclado de
alta velocidad de cizalladura, que pueden estar conectados en
paralelo o en serie.
Debido a las reacciones exotérmicas que tienen
lugar durante la fase de mezclado, típicamente el material que sale
del dispositivo de mezclado está caliente. El enfriamiento del
producto final se realiza en un dispositivo de enfriamiento
posterior, tal como un refrigerador de tambor. Preferentemente, el
dispositivo de enfriamiento posterior es un tambor rotativo.
También se puede utilizar como dispositivo de granulación y/o de
acabado, ya que el movimiento rotativo del tambor favorece la
formación de gránulos con una distribución de tamaños homogénea,
además de redondear y endurecer los gránulos que se deben enfriar.
También es posible disponer conexiones de alimentación hacia el
dispositivo de enfriamiento posterior para suministrar un agente o
agentes aglutinantes o de revestimiento.
Según una forma de realización preferida de la
invención, el mezclado y la granulación se llevan a cabo utilizando
el mismo dispositivo, es decir, el dispositivo de mezclado funciona
también como dispositivo de granulación. Según una forma de
realización de la invención, particularmente cuando el dispositivo
de enfriamiento posterior no es un tambor rotativo, la instalación
puede comprender un dispositivo de granulación separado, tal como
un tambor rotativo o similar. En este caso, la mezcla de reacción se
transfiere del dispositivo de mezclado al dispositivo de
granulación después de completarse la reacción entre el sulfato de
hierro (II) monohidratado y heptahidratado y el agente
neutralizante. En caso de que el dispositivo de enfriamiento
posterior sea un tambor rotativo, también puede funcionar como
dispositivo de granulación. También es posible añadir agentes
aglutinantes y/o de revestimiento al dispositivo de granulación
separado a través de conexiones de alimentación adecuadas. Por
ejemplo, los agentes aglutinantes se pueden pulverizar utilizando
toberas.
Según una forma de realización de la invención,
la instalación también comprende elementos para evacuar el vapor
procedente del dispositivo de mezclado de alta velocidad de
cizalladura a efectos de eliminar el vapor generado durante el
secado de la mezcla de reacción bajo agitación. El dispositivo de
mezclado también puede comprender elementos para recolectar polvo o
material finamente granulado del dispositivo.
La instalación según la presente invención
comprende preferentemente un clasificador, tal como un tamiz o
criba, para la separación del producto final obtenido en diferentes
fracciones de tamaño. A continuación, el producto final obtenido se
almacena y, típicamente, se transporta como material a granel. El
transporte se puede llevar a cabo utilizando barcos de mercancías,
camiones o ambos. La instalación puede comprender además un
dispositivo de embalaje para embalar el producto final obtenido de
un modo adecuado para el almacenamiento y transporte. A veces, el
producto final se embala en sacos de papel o plástico.
Utilizando el procedimiento y la instalación
según la presente invención, resulta fácil fabricar material tanto
en forma de gránulos como en polvo ajustando el contenido en humedad
de la mezcla de reacción. De este modo, la presente invención
permite la producción de material granular con una buena solubilidad
de hierro (II), un alto contenido en hierro (II), buenas
propiedades de flujo y buenas propiedades de vida de almacenamiento.
Además, el material obtenido es relativamente homogéneo, es decir,
los gránulos tienen una distribución de tamaños estrecha.
Típicamente, el contenido en hierro (II) soluble es de 15 a 18% en
peso. El material es fácil de dosificar debido a su forma granular,
ya que se minimiza la creación de polvo durante la manipulación del
producto. También se puede soplar y no se funde durante el
bombeo.
Cuando producto final se prepara en forma de
gránulos, típicamente el 75% de dichos gránulos tienen un tamaño
> 0,5 mm, habitualmente dentro del intervalo 1-10
mm. El material granular no tiene que ser de tamaño unitario.
Según la invención, el valor de empolvamiento
para la fracción de gránulos que tiene un diámetro comprendido
dentro del intervalo comprendido entre 1 y 7 mm es inferior a 1.000
mg/kg, típicamente menor de 500 mg/kg, a veces menor de 400 mg/kg,
y a veces incluso de aproximadamente 300 mg/kg. Los valores de
empolvamiento indicados en el presente documento se obtienen
introduciendo 400 g del producto final en una columna en la que se
mantienen fluidizados por succión durante 2 minutos. El polvo que
se desprende se recolecta sobre papel de filtro y se pesa. El
resultado se indica en miligramos por un kilogramo de producto
final. Esto implica que el producto final obtenido es fácil de
manipular, ya que se generan niveles bajos de polvo. En la práctica,
durante el almacenamiento normal, el transporte y la utilización,
el producto final puede ser considerado prácticamente como libre de
polvo.
Según una forma de realización de la invención,
el valor de abrasión para la fracción de gránulos que tiene un
diámetro comprendido dentro del intervalo comprendido entre 1 y 7
mm es inferior al 70% en peso, habitualmente del 15 al 60% en peso,
típicamente de aproximadamente el 25% en peso. Los valores de
abrasión indicados en el presente documento se obtienen
introduciendo 200 gramos de gránulos del producto final y bolas de
acero con un diámetro de 10 mm en un tambor, el cual se hace rotar
durante 30 minutos. El valor de abrasión indica la cantidad de
partículas que se han triturado durante la rotación en tambor debido
a la abrasión y la cizalladura. Un valor de abrasión bajo indica
que el producto final obtenido no se rompe durante el transporte y
manipulación, por ejemplo, cuando se transporta mediante
transportadores mecánicos.
Según una forma de realización de la invención,
el valor de densidad aparente para la fracción de gránulos con un
diámetro comprendido dentro del intervalo comprendido entre 1 y 7 mm
es de 2 a 1 kg/l, típicamente de aproximadamente 1,4 kg/l. De este
modo, el producto muestra buenas propiedades de flujo cuando se
suministra desde un silo, y es fácil de suministrar a un horno de
cemento durante la fabricación de cemento.
Según una forma de realización de la invención,
el valor de la resistencia a la compresión para la fracción de
gránulos con un diámetro comprendido dentro del intervalo de
1-7 mm es > 20 N, típicamente de 30 a 150 N, más
típicamente de 80 a 120 N, bastante a menudo de 90 a 105 N. Los
valores de resistencia a la compresión indicados en el presente
documento se obtienen midiendo la fuerza en Newtons necesaria para
aplastar una partícula de un determinado tamaño. La medición se
lleva a cabo para 30 partículas individuales y el resultado se
indica como valor promedio de los valores individuales. La
resistencia a la compresión depende del tamaño de la partícula,
siendo generalmente más resistentes las partículas grandes que las
pequeñas. El producto final según la presente invención muestra una
dureza mejorada que lo hace adecuado para su utilización, por
ejemplo, en la fabricación de cemento. El producto es fácil de
suministrar heterogéneamente, lo que mejora la distribución
heterogénea del hierro (II) reductor en la mezcla de cemento.
Normalmente, el producto se añade en forma granular a la mezcla de
cemento en un triturador o en un
clasificador posterior al triturador. Los gránulos se trituran en la mezcla de cemento en la trituración final de la mezcla.
clasificador posterior al triturador. Los gránulos se trituran en la mezcla de cemento en la trituración final de la mezcla.
Todos los valores indicados en el presente
documento se miden en el producto final bien mezclado. Las técnicas
experimentales utilizadas para medir la resistencia a la compresión,
el valor de abrasión y el valor de empolvamiento están también
descritas en el manual "Fertilizer Manual", publicado por el
International Fertilizer Development Center y la Organización de
las Naciones Unidas para el Desarrollo Industrial (3ª edición).
Habitualmente, la cantidad de ácido en el
producto final es menor del 5% en peso, habitualmente del 0,1 al 3%
en peso, más típicamente del 0,5 al 2% en peso.
El material puede ser extraído del dispositivo
de mezclado en forma de polvos, con un tamaño de partícula promedio
de 100 \mum o menor. Este tipo de material es preferido cuando
dicho material se utiliza como agente reductor en fábricas de
cemento, en las que el agente reductor se añade directamente al
cemento en la etapa de compactación.
Cuando se utiliza como agente reductor en la
fabricación de cemento, el producto según la presente invención se
puede añadir a la mezcla de cemento en dosis similares a las de los
agentes reductores conocidos.
La vida del almacenamiento de productos según la
presente invención es, por lo menos, tan buena, posiblemente
incluso mejor, que la del sulfato de hierro (II) puro.
Particularmente en el caso en que el producto se encuentra en forma
granular, éste muestra propiedades mejoradas de almacenamiento.
El material granular según la presente invención
también puede ser utilizado para el lavado de aguas efluentes,
particularmente de aguas efluentes que comprenden grandes cantidades
de Cr(VI). El material granular también se puede utilizar
como agente de floculación en las instalaciones de tratamiento de
aguas residuales en lugar del sulfato heptahidratado.
En los ejemplos 1 a 6 siguientes, el tiempo de
premezcla se varió desde 30 segundos hasta aproximadamente 1
minuto. Tras la adición del agente neutralizante, el mezclado se
prolongó durante 4-5 minutos. La velocidad de
mezcla fue entre aproximadamente 350 y 500 rpm.
Se mezclaron sulfato de hierro (II)
monohidratado precipitado a partir de la etapa de concentración de
ácido al 55% y sulfato de hierro (II) heptahidratado en una
proporción de 2:1. Se añadió óxido de calcio en una cantidad de 105
g/(kg de sulfato de hierro (II) monohidratado precipitado),
obteniéndose un pH de 2,0 a 2,1 y una temperatura de reacción de
aproximadamente 100ºC. El producto final se encontraba en forma
granular, mostrando un contenido en hierro (II) del 17 al 18% en
peso.
Se mezclaron sulfato de hierro (II)
monohidratado precipitado a partir de la etapa de concentración de
ácido al 70% y sulfato de hierro (II) heptahidratado en una
proporción de 3:1. Se añadió óxido de calcio en una cantidad de 166
g/(kg de sulfato de hierro (II) monohidratado precipitado),
obteniéndose un pH de 2,0 a 2,1 y una temperatura de reacción de
110-120ºC. El producto final se encontraba en forma
de gránulos pequeños, mostrando un contenido en hierro (II) del
13,5 al 14% en peso.
\global\parskip0.930000\baselineskip
Se mezclaron sulfato de hierro (II)
monohidratado precipitado a partir de la etapa de concentración de
ácido al 55%, sulfato de hierro (II) monohidratado precipitado a
partir de la etapa de concentración de ácido al 70% y sulfato de
hierro (II) heptahidratado en una proporción de 35:35:30. Se añadió
óxido de calcio en una cantidad de 133 g/(kg de sulfato de hierro
(II) monohidratado precipitado), obteniéndose un pH de 2,0 a 2,1 y
una temperatura de reacción de 80 a 90ºC. El producto final se
encontraba en forma de gránulos pequeños, mostrando un contenido en
hierro (II) del 15 al 16% en peso.
Se mezclaron sulfato de hierro (II)
monohidratado precipitado a partir de la etapa de concentración de
ácido al 70% y sulfato de hierro (II) heptahidratado en una
proporción de 4:1. Se añadió óxido de calcio en una cantidad de
166,3 g/(kg de sulfato de hierro (II) monohidratado precipitado),
obteniéndose un pH de 2,0 a 2,1 y una temperatura de reacción de
110-120ºC. El producto final se encontraba en forma
de gránulos finos, mostrando un contenido en hierro (II) del 13,5
al 14% en peso.
Se mezclaron sulfato de hierro (II)
monohidratado precipitado a partir de la etapa de concentración de
ácido al 55% y sulfato de hierro (II) heptahidratado en una
proporción de 4:1. Se añadió óxido de calcio en una cantidad de 94
a 95 g/(kg de sulfato de hierro (II) monohidratado precipitado),
obteniéndose un pH de 2,0 a 2,1 y una temperatura de reacción de 90
a 100ºC. El producto final se encontraba en forma de polvos finos,
mostrando un contenido en hierro (II) del 17,5 al 18,3% en peso.
Se mezclaron sulfato de hierro (II)
monohidratado precipitado a partir de la etapa de concentración de
ácido al 55%, sulfato de hierro (II) monohidratado precipitado a
partir de la etapa de concentración de ácido al 70% y sulfato de
hierro (II) heptahidratado en una proporción de 52:26:20. Se añadió
óxido de calcio en una cantidad de 123 a 124 g/(kg de sulfato de
hierro (II) monohidratado precipitado), obteniéndose un pH de 2,0 a
2,2 y una temperatura de reacción de 80 a 90ºC. El producto final se
encontraba en forma de polvos, mostrando un contenido en hierro
(II) del 15,3% en peso.
Se añadieron al dispositivo de mezclado 84 kg de
sulfato de hierro (II) monohidratado precipitado y 21,5 kg de
sulfato de hierro (II) heptahidratado. Antes del inicio del
premezclado, se añadieron 4,5 kg de agua al dispositivo de
mezclado. El premezclado se llevó a cabo aproximadamente durante 30
segundos.
Tras la etapa de premezcla, se añadieron 6,0 kg
de óxido de calcio al inicio del procedimiento efectivo de
mezclado, mediante un alimentador de tornillo, directamente al
dispositivo de mezclado. La mezcla de reacción se mezcló durante
aproximadamente 5 minutos, después de los cuales se vació el
material obtenido a un transportador.
El material obtenido se transportó a un tambor
de enfriamiento, después de lo cual se separó el material entre
fracciones diferentes. La fracción más fina se llevó a un silo,
desde el cual se podía reciclar nuevamente al proceso en caso
necesario, la fracción de producto se preparó directamente para el
transporte y/o almacenamiento, y la tercera fracción, la más
gruesa, se embaló en sacos.
Se suministró precipitado crudo a un dispositivo
de mezclado de operación continua con una velocidad de 1.000 kg/h.
Se suministraron CaO finamente triturado y agua al mismo dispositivo
de mezclado con velocidades de 120 kg/h y aproximadamente 120 kg/h,
respectivamente. El tiempo de residencia en el dispositivo de
mezclado fue de entre 2 y 3 minutos. Se obtuvo un material
granulado, siendo la temperatura de los gránulos de
100-110ºC cuando se extrajeron del dispositivo de
mezclado. La evaporación del agua continuó después de que el
material granular se extrajera del dispositivo de mezclado.
El dispositivo de mezclado era un mezclador
intensivo de reja de arado equipado con dos troceadores. El volumen
del mezclador utilizado era de 300 dm^{3}. La velocidad de
rotación para el eje principal del mezclador fue de 130 1/min, y
para los troceadores fue de 3.000 1/min. Se produjeron
aproximadamente 500 kg de material granulado después de 30 minutos
de funcionamiento de ensayo.
Se analizó en el material granular obtenido el
contenido en hierro y el pH. El contenido en Fe(II) fue del
15% en peso y el contenido en Fe(III) fue del 0,1% en peso.
La medición del pH se llevó a cabo en solución de Fe al 10% y el
valor obtenido fue de 3,8.
La conclusión fue que era posible utilizar
dispositivos de mezclado de operación continua para convertir el
precipitado crudo en material granulado fácilmente soluble con un
alto contenido en Fe(II).
Claims (23)
1. Procedimiento para producir material granular
que presenta un contenido elevado en hierro (II) soluble,
comprendiendo dicho procedimiento las etapas siguientes:
- -
- obtener una cantidad de precipitado crudo que comprende sulfato de hierro (II) monohidratado y ácido sulfúrico procedente de la producción de dióxido de titanio,
- -
- mezclar dicho precipitado y un agente neutralizante en un dispositivo de mezclado a efectos de obtener una mezcla de reacción, permitiéndose aumentar la temperatura durante el mezclado de la mezcla de reacción, como máximo, hasta una temperatura de 120ºC,
caracterizado porque comprende
- -
- la adición de agua a la mezcla de reacción en el mismo dispositivo de mezclado, y
- -
- el mantenimiento de una cantidad suficiente de agente neutralizante para obtener un valor de pH comprendido entre 1,5 y 3 en el producto final.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque la mezcla de reacción comprende de 55 a
95% en peso de precipitado crudo que comprende sulfato de hierro
(II) monohidratado.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque se añade agua a la mezcla de reacción
en una cantidad comprendida entre 0,1 y 20% en peso, típicamente
entre 5 y 15% en peso.
4. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque una cantidad de
sulfato ferroso heptahidratado procedente de la producción de
dióxido de titanio se mezcla con dicho precipitado crudo antes de
la adición del agente neutralizante o durante la misma, estando
comprendida la cantidad añadida de heptahidratado entre 1 y 35% en
peso.
5. Procedimiento según la reivindicación 4,
caracterizado porque dichos precipitado crudo y sulfato
ferroso heptahidratado se mezclan para formar una mezcla de
prerreacción antes de la adición del agente neutralizante.
6. Procedimiento según la reivindicación 5,
caracterizado porque el mezclado de la mezcla de prerreacción
se lleva a cabo durante un periodo comprendido entre 20 segundos y
2 minutos.
7. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el
precipitado crudo que comprende sulfato de hierro (II)
monohidratado y ácido sulfúrico no se ha lavado, ni reducido ni
neutralizado antes de su adición a la mezcla de reacción o de
prerreacción.
8. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque dicho precipitado crudo se obtiene a
partir de la etapa de concentración de ácido sulfúrico al 55% en la
producción de dióxido de titanio.
9. Procedimiento según la reivindicación 6,
caracterizado porque la proporción de precipitado crudo
procedente de la etapa de concentración de ácido sulfúrico al 55%
con respecto al precipitado crudo procedente de la etapa de
concentración de ácido sulfúrico al 70% es de
1:2-1:1.
10. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque se añade el agente neutralizante en una
cantidad suficiente para dar un valor de pH comprendido entre 1,7 y
2 al producto final.
11. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque comprende la utilización de un agente
neutralizante que forma yeso durante el mezclado de la mezcla de
reacción.
12. Procedimiento según la reivindicación 9,
caracterizado porque comprende la utilización de hidróxido de
calcio, cal viva, óxido de calcio, piedra caliza o dolomita,
preferentemente óxido de calcio o magnesio, como agente
neutralizante.
13. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque el ciclo de procesamiento de la mezcla
de reacción se lleva a cabo durante un periodo comprendido entre 7
y 30 min, preferentemente entre 10 y 20 min.
14. Instalación para producir material granular
que presenta un contenido elevado en hierro (II) soluble y para
tratar un precipitado que comprende sulfato ferroso monohidratado
procedente de la producción de dióxido de titanio, que
comprende
- -
- por lo menos, un dispositivo de mezclado de alta velocidad de cizalladura capaz de mezclar material líquido, pastoso y sólido, que comprende
- -
- una primera conexión de alimentación para el sulfato ferroso monohidratado precipitado,
- -
- una segunda conexión de alimentación para el agente neutralizante,
- -
- una tercera conexión de alimentación para agua y
- -
- una conexión de salida,
- -
- unos medios para transportar el material desde la conexión de salida del dispositivo de mezclado, y
- -
- un dispositivo de enfriamiento posterior.
15. Instalación según la reivindicación 14,
caracterizada porque el dispositivo de enfriamiento posterior
es un refrigerador de tambor.
16. Instalación según la reivindicación 14,
caracterizada porque comprende un dispositivo de granulación
independiente.
17. Producto que puede ser obtenido mediante el
procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, que
presenta un contenido en hierro (II) de 14 a 18%, y que comprende
yeso, caracterizado porque el valor de empolvamiento para la
fracción de producto que presenta un diámetro en el intervalo
comprendido entre 1 y 7 mm es inferior a 1.000 mg/kg.
18. Producto según la reivindicación 17,
caracterizado porque comprende material granular, en el que
el 75% de los gránulos tienen un tamaño > 0,5 mm,
preferentemente entre el intervalo comprendido entre 1 y 10 mm.
19. Producto según la reivindicación 17 ó 18,
caracterizado porque el valor de abrasión para la fracción de
gránulos con un diámetro en el intervalo comprendido entre 1 y 7 mm
es inferior al 70%.
20. Producto según las reivindicaciones 17 a 19,
caracterizado porque el valor de densidad aparente para la
fracción de gránulos con un diámetro en el intervalo comprendido
entre 1 y 7 mm es de entre 2 y 1 kg/l.
21. Utilización del producto según cualquiera de
las reivindicaciones 18 ó 19 para el lavado de aguas efluentes o
residuales.
22. Utilización del producto según cualquiera de
las reivindicaciones 18 ó 19 como agente reductor en la fabricación
de cemento.
23. Utilización del producto según cualquiera de
las reivindicaciones 18 ó 19 como agente floculante.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP20060116202 EP1892219B1 (en) | 2006-06-28 | 2006-06-28 | Method of treating a precipitate comprising iron(II)sulphate monohydrate, a plant, granular material and its uses |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2302296T3 true ES2302296T3 (es) | 2008-07-01 |
Family
ID=37405270
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES06116202T Active ES2302296T3 (es) | 2006-06-28 | 2006-06-28 | Procedimiento de tratamiento de un precipitado que comprende sulfato de hierro (ii) monohidratado, una instalacion, un material granular y sus utilizaciones. |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1892219B1 (es) |
| DE (1) | DE602006000705T2 (es) |
| ES (1) | ES2302296T3 (es) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2452921A1 (en) * | 2010-11-16 | 2012-05-16 | Tioxide Europe, S.L. | Process for producing a modified grade of iron sulphate heptahydrate |
| CN106536453A (zh) * | 2014-05-16 | 2017-03-22 | 爱克斯吹科特有限公司 | 硫肥 |
| RU2663227C1 (ru) * | 2014-10-18 | 2018-08-02 | Ференц Тёрёчик | Способ получения добавок, увеличивающих водонепроницаемость строительных материалов |
| CN112357967A (zh) * | 2020-11-18 | 2021-02-12 | 山东鑫动能锂电科技有限公司 | 一种钛白粉副产物高纯度硫酸亚铁提纯工艺 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1160456B (de) * | 1962-03-19 | 1964-01-02 | Maximilianshuette Eisenwerk | Verfahren zur Herstellung von granulatartigen und unmittelbar im Hochofen verhuettbaren Koerpern |
| DE3724676A1 (de) * | 1987-07-25 | 1989-02-02 | Kronos Titan Gmbh | Verfahren zur aufarbeitung von eisen(ii)-sulfathaltigen metallsulfatgemischen |
| FI100966B (sv) * | 1995-04-21 | 1998-03-31 | Kemira Pigments Oy | Förfarande för behandling av ferrosulfat |
-
2006
- 2006-06-28 ES ES06116202T patent/ES2302296T3/es active Active
- 2006-06-28 DE DE200660000705 patent/DE602006000705T2/de active Active
- 2006-06-28 EP EP20060116202 patent/EP1892219B1/en not_active Revoked
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1892219B1 (en) | 2008-03-12 |
| DE602006000705D1 (de) | 2008-04-24 |
| DE602006000705T2 (de) | 2008-12-04 |
| EP1892219A1 (en) | 2008-02-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2084846C (en) | Delayed, exothermic, alkaline sterilization method for treating wastewater sludges | |
| US6413291B1 (en) | Soil conditioning agglomerates containing calcium | |
| AU2007251520B2 (en) | Fertilizer granules and manufacturing process thereof | |
| WO2013002250A1 (ja) | りん酸肥料、およびりん酸肥料の製造方法 | |
| ES2302296T3 (es) | Procedimiento de tratamiento de un precipitado que comprende sulfato de hierro (ii) monohidratado, una instalacion, un material granular y sus utilizaciones. | |
| ES2253140T3 (es) | Agente de reduccion para el contenido en cromato soluble en cemento y procedimiento para su preparacion. | |
| JPH01122903A (ja) | 次亜塩素酸カルシウム粒状物およびその製造方法 | |
| JP2006321703A (ja) | 有機質肥料の製造方法および得られる有機質肥料 | |
| US8128903B2 (en) | Method of treating a precipitate comprising iron (II) sulfate monohydrate, a plant, granular material and its uses | |
| JP3684410B2 (ja) | 下水汚泥の処理方法および下水汚泥処理物 | |
| WO2009007514A2 (en) | Reducing the phosphorus content of liquid manure | |
| KR20040007383A (ko) | 석회스럿지와 유기질폐기물을 이용한 석회와유기질석회비료 및 그 제조방법. | |
| CZ218896A3 (en) | Process for preparing iron(iii) sulfate | |
| WO2001058831A1 (en) | A soil supplement containing plant available silicon | |
| KR100537673B1 (ko) | 조미료 발효 부산모액을 이용한 유기질 비료의 제조방법 | |
| ES2359318T3 (es) | Sulfato de hierro aglomerado, capaz de corrimiento, con un material de soporte, procedimiento para su producción y su utilización. | |
| ES2926356B2 (es) | MEZCLA REDUCTORA DE Cr(VI) CONTENIDO EN CEMENTO A Cr(III) | |
| ES2332630B2 (es) | Tratamiento de lodos de materia organica. | |
| AU747244B2 (en) | A soil supplement containing plant available silicon | |
| JPH10279519A (ja) | 水溶性カルシウムおよびその製造方法 | |
| FI60135B (fi) | Saett att framstaella en blandning av ett jaern-ii-salt och kalk | |
| CS262211B1 (cs) | Způsob zpracování odpadni kyseliny sirové | |
| FI67528C (fi) | Foerfarande foer att bringa ett jaern-ii-salt i friflytande fom | |
| PL234455B1 (pl) | Sposób wytwarzania granulowanego nawozu wapniowo-magnezowego | |
| PL234463B1 (pl) | Sposób wytwarzania granulowanego nawozu organiczno-wapniowo- magnezowego |